JP2975207B2 - 半田ワイヤーによるワイヤーボンディング装置 - Google Patents

半田ワイヤーによるワイヤーボンディング装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品の製造に際し
て、例えば、リードフレーム又は基板等のワークにおけ
る半導体チップ等とリード端子等の間を、金属線を使用
してワイヤーボンディングする場合に、前記金属線とし
て半田ワイヤーを使用したワイヤーボンディング装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のワイヤーボンディングには、金
線を使用するのが極く一般的であったが、金線が非常に
高価で、コストが大幅に嵩むことになるし、また、金線
ではこれを温度ヒューズにすることができないから、こ
れらのために、最近では、前記金線に代えて半田ワイヤ
ーを使用することが行われている。
【０００３】ところで、ワイヤーボンディングに金線を
使用する場合には、キャピラリツールに挿通した金線の
先端を加熱・溶融することで、当該先端にボール部を簡
単に形成することができるから、このボール部を半導体
チップ等に対して押圧することによって接合すると言う
ボール式のワイヤーボンディング方式を適用することが
できる。しかし、半田ワイヤーを使用した場合、その先
端を加熱するとその表面が直ちに酸化することにより、
当該半田ワイヤーの先端にボール部を形成することがで
きない。
【０００４】そこで、従来、半田ワイヤーを使用しての
ワイヤーボンディングに際しては、前記半田ワイヤーの
先端を、半導体チップ等に対して、前記半田ワイヤーよ
りも高い融点の高温半田を使用して半田接合するか、或
いは、キャピラリツールの挿通した半田ワイヤーの先端
を、前記キャピラリツールの下端面から突出し、この突
出端を、前記キャピラリツールによって半導体チップ等
に対して押圧することで、直接的に接合するようにして
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者のよう
に、半田ワイヤーの先端部を高温半田にて半田接合する
方法は、半田ワイヤーとは別に、高温半田を必要とする
ので、材料費が嵩むばかりか、ワイヤーボンディングの
速度が遅くて、ワイヤーボンディングのコストが可成り
アップすると言う問題がある。
【０００６】また、後者のように、半田ワイヤーにおけ
るキャピラリツールからの突出端を押圧することによっ
て直接的に接合する方法は、接合面積が、当該突出端に
金線のようにボール部を形成し、このボール部を押圧す
る場合よりも小さくて、接合強度が低いから、接合ミス
が多発すると言う問題がある。
【０００７】本発明は、半田ワイヤーによるワイヤーボ
ンディングが、前記金線の場合と同様に、ボール式のワ
イヤーボンディング方式にて、前記のような問題を招来
することなく、確実に行うことができるようにしたワイ
ヤーボンディング装置を提供することを技術的課題をと
するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明は、「リードフレーム等のワークを移送す
る経路中に、前記リードフレーム等のワークを加熱する
ためのヒータを備えたヒータブロック体を配設して、該
ヒータブロック体の上面と、当該上面に設けたカバー体
との間に、前記リードフレーム等のワークが通過するよ
うにしたトンネル部を設ける一方、前記カバー体に、前
記トンネル部内に連通する開口孔を穿設して、この開口
孔の上方に、半田ワイヤーを挿通したキャピラリツール
と、前記半田ワイヤーの前記キャピラリツールからの突
出端との間に火花放電を発生するスパーク式トーチ体と
を配設し、更に、前記ヒータブロック体とカバー体との
間のトンネル部に、当該トンネル部内に窒素ガス等の酸
化抑制ガスを供給するようにしたガス供給通路を開口す
る。」という構成にした。
【０００９】
【作 用】このように構成すると、リードフレーム等
のワークは、ヒータブロック体とカバー体の間のトンネ
ル部内を移送する途中において、前記ヒータブロック体
におけるヒータにて適宜温度に加熱される。
【００１０】一方、トンネル部内に供給した窒素ガス等
の酸化抑制ガスは、カバー体に穿設した開口孔より上向
きに噴出することにより、この開口孔の上方に配設した
キャピラリツールの周辺は、酸化抑制ガスの雰囲気にな
るから、このキャピラリツールの下端面から突出する半
田ワイヤーの先端を、スパーク式トーチ体との間に発生
する火花放電にて、加熱・溶融することにより、溶融半
田は、その表面に酸化皮膜が形成されることなく、表張
力によって球形になるから、前記半田ワイヤーの先端
に、半田のボール部を確実に安定して形成することがで
きる。
【００１１】そこで、前記キャピラリツールをワークに
向かって下降動して、前記のボール部を、ワークにおけ
る半導体チップ等に対して押圧することにより、前記半
田ワイヤーを半導体チップ等に対して、確実に接合する
ことができるのである。
【００１２】
【発明の効果】従って，本発明によると、半田ワイヤー
を使用してのワイヤーボンディングを、前記金線を使用
してのワイヤーボンディングの場合と同様にボール式に
て行うことができるから、半田ワイヤーを使用してのワ
イヤーボンディングに際して、別の高温半田を使用する
ことによるコストのアップを招来することがないと共
に、接合ミスが発生することを大幅に低減できるのであ
る。
【００１３】しかも、前記窒素ガス等の酸化抑制ガス
を、ワークが通過するトンネル部内に供給することによ
り、ワークの加熱に際して、ワークの表面が酸化するこ
とを防止できるから、半田ワイヤーの接合強度及び接合
の確実性の更なるアップを図ることができるのであり、
また、前記トンネル部内に供給した窒素ガス等の酸化抑
制ガスを、開口孔から噴出することによって、キャピラ
リツールの周辺を、酸化抑制ガスの雰囲気にするもの
で、換言すると、酸化抑制ガスを、ワークの酸化防止
と、半田ボール部の形成との両方に使用するものである
から、前記酸化抑制ガスを、ワークの酸化防止と、半田
ボール部の形成との両方に別々に供給する場合よりも酸
化抑制ガスの使用量を節減することができると共に、装
置の構造の簡単化、及び小型化を図ることができる効果
を有する。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一つの実施例を、リードフレ
ームに対して半田ワイヤーによるワイヤーボンディング
を行う場合の図面について説明する。
【００１５】図において符号Ａは、リードフレームを示
し、該リードフレームＡには、一対のリード端子Ａ1 ，
Ａ2 が、その長手方向に沿って適宜ピッチの間隔で一体
的に造形され、且つ、両リード端子Ａ1 ，Ａ2 のうち一
方のリード端子Ａ1 には、半導体チップＡ3 がダイボン
ディングされており、更に、前記リードフレームＡは、
矢印Ｂで示すように、その長手方向に前記各リード端子
Ａ１，Ａ２のピッチ間隔で間欠的に移送されている。
【００１６】符号１は、機台２の上面に、前記リードフ
レームＡの長手方向に沿って延びるように配設したヒー
タブロック体を示し、このヒータブロック体１の内部に
は、前記リードフレームＡを適宜加熱するようにしたヒ
ータ（図示せず）が設けられ、また、前記ヒータブロッ
ク１の上面には、カバー体３が取付けられている。
【００１７】そして、前記ヒータブロック体１の上面と
カバー体３の下面との間に、前記リードフレームＡが通
過するようにしたトンネル部４を形成する一方、前記ヒ
ータブロック体１には、前記トンネル部４内に開口する
ガス供給通路５を穿設することにより、前記トンネル部
４内に、例えば、窒素ガス９５％、水素ガス５％等の還
元性を有するガス等の酸化抑制ガスを適宜量ずつ連続し
て供給するように構成する。
【００１８】一方、前記カバー体３には、前記トンネル
部４内に連通する開口孔６を穿設し、この開口孔６の上
方の部位に、半田ワイヤー７を挿通したキャピラリツー
ル８を配設すると共に、このキャピラリツール８とカバ
ー体３との間に、前記半田ワイヤー７の前記キャピラリ
ツール８からの突出端との間に火花放電を発生するよう
にしたスパーク式のトーチ体９を配設する。
【００１９】この構成において、リードフレームＡは、
ヒータブロック体１とカバー体３の間のトンネル部４内
を移送する途中において、前記ヒータブロック体１にお
けるヒータにて適宜温度に加熱される。
【００２０】一方、前記トンネル部４内にガス供給通路
５より供給した窒素ガス等の酸化抑制ガスは、カバー体
３に穿設した開口孔６より上向きに噴出することによ
り、この開口孔６の上方に配設したキャピラリツール８
の周辺は、酸化抑制ガスの雰囲気になるから、このキャ
ピラリツールの下端面から突出する半田ワイヤー７の先
端を、当該先端とスパーク式のトーチ体９との間に火花
放電することによって、加熱・溶融することにより、溶
融半田は、その表面に酸化皮膜が形成されることなく、
表面張力によって球形になるから、前記半田ワイヤー７
の先端に、図３に示すように、半田のボール部７ａを形
成することができる。
【００２１】そこで、前記スパークトーチ体９をキャピ
ラリツール８の下部の位置から後退したのち、キャピラ
リツール８を、リードフレームＡに向かって下降動し
て、前記のボール部７ａを、図４に示すように、リード
フレームＡにおける半導体チップＡ3 に対して押圧する
ことにより、前記半田ワイヤー７を半導体チップＡ3 に
対して、確実に接合することができる。
【００２２】次いで、前記キャピラリツール８を一旦上
昇したのち、他方のリード端子Ａ2の上方まで移動した
のち、図５に示すように、前記他方のリード端子Ａ2 に
向かって下降動することにより、前記半田ワイヤー７
を、他方のリード端子Ａ2 に接合する。
【００２３】そして、前記キャピラリツール８を、図６
に示すように、半田ワイヤー７を切断しながら上昇動し
たのち、元の位置まで戻すことにより、前記一方のリー
ド端子Ａ1 における半導体チップＡ３と他方のリード端
子Ａ2 との間を、半田ワイヤー７にてワイヤーボンディ
ングするのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における実施例を示す斜視図である。
【図２】図１のII−II視拡大断面図である。
【図３】図１のIII −III 視拡大断面図である。
【図４】第１の作用状態を示す図である。
【図５】第２の作用状態を示す図である。
【図６】第３の作用状態を示す図である。
【符号の説明】
Ａ リードフレーム Ａ1 ，Ａ2 リード端子 Ａ3 半導体チップ １ ヒータブロック体 ２ 機台 ３ カバー体 ４ トンネル部 ５ ガス供給通路 ６ 開口孔 ７ 半田ワイヤー ８ キャピラリツール ９ スパークトーチ体９

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】リードフレーム等のワークを移送する経路
    中に、前記リードフレーム等のワークを加熱するための
    ヒータを備えたヒータブロック体を配設して、該ヒータ
    ブロック体の上面と、当該上面に設けたカバー体との間
    に、前記リードフレーム等のワークが通過するようにし
    たトンネル部を設ける一方、前記カバー体に、前記トン
    ネル部内に連通する開口孔を穿設して、この開口孔の上
    方に、半田ワイヤーを挿通したキャピラリツールと、前
    記半田ワイヤーの前記キャピラリツールからの突出端と
    の間に火花放電を発生するスパーク式トーチ体とを配設
    し、更に、前記ヒータブロック体とカバー体との間のト
    ンネル部に、当該トンネル部内に窒素ガス等の酸化抑制
    ガスを供給するようにしたガス供給通路を開口すること
    を特徴とする半田ワイヤーによるワイヤーボンディング
    装置。
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